高濃度己內(nèi)酰胺廢水深度水解/MBR處理工藝 高濃度己內(nèi)酰胺廢水深度水解/MBR處理工藝

杭州某公司生產(chǎn)錦綸6差別化纖維和錦綸切片，產(chǎn)生的廢水具有有機物和總氮濃度高、來水不穩(wěn)定等特點。其主要污染物己內(nèi)酰胺易溶于水、易生物降解、總氮含量高、處理難度大。廢水中還存在一些哌啶胺、酰胺等有機氮化合物，增加了廢水處理難度。該企業(yè)已建有一套污水處理設(shè)施，但存在處理出水氨氮不達標、水質(zhì)不穩(wěn)定等問題，亟需進行改造。

　　考慮到MBR工藝具有截留微生物的優(yōu)良性能和出水水質(zhì)好等特點，有利于處理難降解污染物，筆者結(jié)合自身工程經(jīng)驗，設(shè)計以MBR為核心技術(shù)單元并納入深度水解工藝完成工程改造，達到了設(shè)計目標。

　　1、設(shè)計進、出水水質(zhì)

　　生產(chǎn)廢水共200m3/d，設(shè)計進水水質(zhì)見表1，出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)三級標準，NH3-N執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33/887—2013)標準。

　　2、工藝流程

　　在已有污水處理設(shè)施運行經(jīng)驗基礎(chǔ)上，進行方案比選。原有污水站直接采用A/O工藝，無法使己內(nèi)酰胺迅速高效氨化，有機氮在好氧階段殘留量仍然很高，勢必導(dǎo)致有機氮在好氧階段不斷轉(zhuǎn)化為氨氮而使得氨氮來不及轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，從而致使出水氨氮含量不達標;與此同時，水體中硝酸鹽含量高，沉淀過程反硝化嚴重，污泥難以沉降從而導(dǎo)致污泥流失及整體處理性能的下降。因此，只有使己內(nèi)酰胺*轉(zhuǎn)化為氨氮，再采用A/O工藝才能確保氨氮達標排放。經(jīng)過技術(shù)方案比選后，選擇采用深度水解/MBR工藝，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達標。

　　工藝流程見圖1。

　　本工藝設(shè)計特點：

　　①采用停留時間長的調(diào)節(jié)池，對來水變化大的己內(nèi)酰胺廢水進行均質(zhì);

　　②采用較長停留時間的厭氧接觸氧化池進行深度水解，有效降解有機物并*分解有機氮，降低好氧能耗并為硝化提供有利條件;

　　③采用MBR有效截留增殖速率小的微生物，保障COD和氨氮同步去除效果。

　　對已建原有水池根據(jù)功能進行綜合利用。原有污水收集池、標準排放口和污泥脫水系統(tǒng)保留使用，原有A/O工藝污水池作為應(yīng)急水池備用。

　　3、工程設(shè)計

　　①調(diào)節(jié)池

　　碳鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部玻璃鋼防腐。設(shè)計尺寸為15m×10m×3.5m，有效池容為450m3，水力停留時間為2.2d。調(diào)節(jié)池分隔成兩池，交替均勻水質(zhì)并調(diào)節(jié)pH值。

　　②換熱池

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為5.0m×5.0m×5.5m，有效池容為125m3。采用列管通入蒸汽加熱廢水，控制水溫為37～40℃，以維持厭氧水解的中溫環(huán)境。

　　③深度水解池

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為15m×10m×5.5m和10m×5m×5.5m，有效池容為1000m3。水解池分為3格，每格池內(nèi)設(shè)置2臺潛水攪拌器，每臺功率為3kW。為了節(jié)省電耗，潛水攪拌器間歇運行，工作2h、停1h。水解池加蓋密封，密封的臭氣由引風機引入紫外光除臭器凈化排放。

　　④光催化臭氣凈化塔

　　不銹鋼結(jié)構(gòu)，尺寸為2m×2m×4m，有效池容為16m3，臭氣處理量為1000m3/h。紫外光波長254nm，催化劑為二氧化鈦，總功率為4kW。

　　⑤二沉池

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為5.0m×4.0m×5.5m，表面負荷為0.42m3/(m2·h)。共設(shè)置2臺排污泵(1用1備)，定期將沉淀污泥回流至深度水解池。

　　⑥兼氧池

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為10.0m×4.0m×5.5m，有效池容為200m3。池內(nèi)設(shè)置2臺潛水攪拌器，每臺功率為3kW，間歇運行，工作2h、停1h。

　　⑦MBR池

　　1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為17m×15m×5.5m，有效池容為1275m3。分隔為3池，池內(nèi)設(shè)置盤式曝氣器，每池獨立控制氣量。池內(nèi)設(shè)置1套國產(chǎn)膜組件，PVDF中空纖維膜，膜面積為500m2。膜自吸泵工作8min、停2min。采用清水在線反沖洗，每天1次，每次15min。池內(nèi)設(shè)置2臺排污泵(1用1備)，定期將混合液回流至兼氧池。設(shè)1套堿液投加系統(tǒng)，控制MBR池內(nèi)pH值為6.5～7.5，確保硝化正常進行。

　　4、運行效果

　　該工程已穩(wěn)定運行半年，具體運行數(shù)據(jù)如表2所示。

　　該工程自2016年5月調(diào)試合格并穩(wěn)定運行至今。廢水經(jīng)過深度水解處理后，絕大部分有機物被去除的同時，有機氮幾乎*氨化。運行過程中發(fā)現(xiàn)溫度的穩(wěn)定性對于深度水解性能影響較大，而且深度水解效果好壞對于后續(xù)好氧處理有一定影響。MBR池中硝化菌生長良好，能夠迅速有效氧化氨氮，但是池內(nèi)污泥沉降性較差，容易出現(xiàn)泡沫，對于膜的清洗提出了更高的要求。因此，現(xiàn)場運行條件的合理控制對于污水站的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。

　　由于好氧池中的氨氮是逐步氧化的，因此需要合理控制各水池中的溶解氧和pH值，控制所有好氧池的溶解氧不低于1mg/L，同時最高不超過3mg/L;通過堿控制兼氧池和好氧池pH值不低于6.5，同時控制MBR池pH值在7.0～7.5。在水反洗時增加了次氯酸鈉+堿的在線反洗，可以有效恢復(fù)膜通量。

　　5、工程運行經(jīng)濟分析

　　本工程總投資為380萬元，其中土建費用為165萬元，光催化臭氣凈化塔為7.8萬元，成套膜組件24萬元。運行費用為5.81元/m3(不含人工折舊費)，其中電費為4.82元/m3，藥劑費為0.99元/m3。

　　6、結(jié)論

　　①對于高氨氮有機廢水，合理的工藝設(shè)計和操作參數(shù)是確保污水站穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。該工程采用的深度水解/MBR工藝抗沖擊負荷能力強，出水氨氮穩(wěn)定小于1mg/L。

　　②工程實踐表明，采用深度水解可以*分解己內(nèi)酰胺等有機氮，降解大部分有機物并確保有機氮*氨化，有效保障了好氧硝化過程的正常進行;MBR能夠很好地截留微生物，可有效防止污泥流失。

　　③高氨氮在好氧池中逐步硝化，其對溶解氧和堿的消耗也是逐步變化的，需要采取針對性措施，有效維持溶解氧水平和pH值環(huán)境，確保硝化反應(yīng)良好。